CN117980180A - 电动汽车在充电站的辅助停车 - Google Patents

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Abstract

车辆包括用于连接到能够向该车辆输送电力的充电电缆的充电端口，以及超宽带(UWB)收发器模块。UWB收发器模块包括主节点和至少三个天线节点。该至少三个天线节点对应地部署在车辆中距充电端口固定距离处的多种位置处。主节点配置成确定对车辆外部的UWB天线或标签相对于至少三个天线节点和充电端口的位置的定位。

Description

电动汽车在充电站的辅助停车
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年8月6日提交的题为“ASSISTED PARKING OF ELECTRICALVEHICLE AT CHARGING STATION”的美国专利申请No.17/444,638的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及在充电站处对电动车辆充电。
背景技术
充电站，也称为电动车辆充电站，是提供电能以对插入式电动车辆(包括轿车、邻近电动车辆、卡车、公共汽车等)充电的机器。
充电站可以通过定制充电电缆来提供电气功率，定制充电电缆具有插入该车辆上的车辆插座(例如，充电端口)的特定端连接器。
发明内容
在总体方面，车辆(例如，电动车辆、自主车辆)包括用于连接到能够向车辆输送电力的充电电缆的充电端口，以及超宽带(UWB)收发器模块。充电电缆可以具有固定长度L，并且从充电站向车辆输送电力。UWB收发器模块包括主节点和至少三个天线节点。至少三个天线节点对应地部署在车辆中距充电端口固定距离处多种位置处。此外，主节点被配置成确定车辆外部的UWB天线或标签相对于至少三个天线节点和充电端口的位置的定位。
在一方面，车辆外部的UWB天线或标签被设置在充电站上，充电电缆可以从充电站朝向充电端口延伸。
在总体方面，一种计算机实现的方法包括在车辆上检测在车辆的蓝牙低功耗(BLE)通信范围中充电站的存在。充电站包括超宽带(UWB)通信天线或标签。该方法还包括通过UWB通信确定车辆上的充电端口距充电站的距离，以及基于充电电缆的可用长度和所确定的车辆上的充电端口距充电站的距离，将车辆引导到与充电站相关联的停车空间中的停放定位以连接到充电电缆。
附图说明
图1是电动车辆的示意图示。
图2是用于车辆与充电站之间的无线电通信的系统的框图图示。
图3是图示出用于确定发射天线和接收天线之间的距离的飞行时间(ToF)技术的示例实施方式的示意图。
图4是部署在车辆中的超宽带通信模块的示意图示。
图5是充电站上的锚定节点距放置在电动车辆上的每个锚定节点的估计距离的示意图示。
图6是在停车空间中以反向定向重新定位的车辆的图示。
图7示出了用于将电动车辆引导到停放定位以在充电站处再充电的计算机实现的方法。
图8示出了可以用于实现本公开的各方面的计算设备800的示例架构。
各个附图中相同的附图标记或数字指示相同的元件。
具体实施方式
充电站(也称为电动车辆充电站、电动再充电点、充电端口、充电点、电子充电站(ECSs)/或电动车辆供电设备(EVSE))是供应电能以对插入式电动车辆(EV)(包括汽车、邻近电动车辆、卡车、公共汽车等)充电的机器。
充电站可以具有拴系(或未拴系)的充电电缆，用于供应电力以对电动车辆充电。具有额定电流(例如，16A或32A)的电缆可以承载单相或三相电力，并且长度可以变化。充电站可以通过定制充电电缆提供电力，该定制充电电缆具有插入在车辆上的车辆插座(例如，充电端口(CP))的特定端连接器。
图1示意性地图示出停放在充电站10旁边的电动车辆(例如，电动车辆40)。充电站10可以具有例如具有端连接器30的充电电缆20，端连接器30可以与电动车辆40上的车辆插座(例如，充电端口50)对准并电气地耦合(例如，装配)到其上。电动车辆40可以例如为人类驾驶的车辆或自我驾驶的车辆(例如，自主计算机驱动的车辆)。
在示例性实施方式中，充电电缆20可以在充电站10与端连接器30之间具有长度L(例如，如图2所示)。长度L可以表示可用长度，其对应于充电电缆可以延伸远离充电站10以到达并装配在车辆插座(例如，充电端口50)中以对电动车辆再充电的最大距离。
安装在例如不同类型或品牌的充电站(例如，充电站10)上的充电电缆(例如，充电电缆20)可以具有不同的标准化或非标准的长度L。
每个电动车辆通常具有单个充电端口(例如，充电端口50)，其需要通过长度为L的充电电缆20连接到充电站以对车辆充电。在不同品牌、型号或类型的车辆之间，充电端口在电动车辆上的放置不是标准化的。此外，可以存在不同标准或/类型的充电端口。出于说明的目的，图1示出了设置在电动车辆的右后侧上的充电端口50，仅作为示例代表性放置。
此外，不同的充电站可以位于正在充电的车辆的不同侧(例如，车辆的停车位的左侧或右侧或端部处)。每个充电站可以在充电站旁边具有一个或多个指定的(已标记或未标记的)停车位或空间，用于停放车辆以进行再充电。每个充电站可以位于指定的停车空间的一侧(例如，左侧或右侧)或指定的停车空间的头部处。术语“停车位”和“停车空间”在本文中可互换使用。
如图1中仅用于示例所示的，充电端口50位于电动车辆40的右后侧。然而，充电端口在车辆上的位置可以随着车辆的型号或品牌而变化。充电端口可以例如位于任何特定型号或品牌车辆的前部、后部、左前侧、右前侧、左后侧或右后侧中的任何一处上。为了再充电，车辆需要适当地定向并使其位于在充电站旁边的停车空间中，使得给定长度的充电电缆可以到达车辆上的充电端口。
充电站的位置、充电电缆长度、指定用于再充电的停车空间的位置、车辆尺寸和类型以及车辆上的充电端口的位置的多样性可能造成困扰或难以将车辆操纵到充电电缆可及范围内的适当位置(在用于再充电的充电站旁边的停车空间中)。驾驶员可能必须重复地挪车辆(例如，进出停车空间)，或者重新定向车辆的方向，以将车辆适当地定位在停车空间中，使得充电端口在充电电缆的可及范围内，充电电缆的长度可能不为驾驶员所知。驾驶员可能必须重复地离开车辆以物理地探查充电电缆和车辆上的充电端口的接近度，并且例如通过反复试错来确定充电端口是否在充电电缆的可及范围内。
本文作为示例描述了用于引导车辆驾驶员适当地停放电动车辆以在充电站处再充电的系统和方法。
所公开的系统和方法可以消除驾驶员在发现车辆停放得离充电站太远并且充电电缆不能到达车辆的充电端口时离开并再次回到停放的车辆以重新停放车辆(即，重新调整车辆的位置)的需要。
该系统和方法涉及使用相对短距离的超宽带无线电信号来对电动车辆与充电站之间的距离进行三角测量，并且相对于充电站的定位来位置化电动车辆的定位。该系统和方法涉及基于例如在电动车辆与充电站之间交换的无线电信号的飞行时间测量来确定电动车辆与充电站之间的距离。电动车辆与充电站之间的距离(当在约1-50米的超宽带无线电通信范围内时)可以以例如小于50cm(例如，10-30cm)的分辨率精确地确定。在示例实施方式中，当车辆停放在充电站旁边的停车空间中时，电动车辆与充电站之间的距离可以被连续地三角测量或测量。基于所测量的距离和充电电缆的长度，可以提供驾驶指令以提示或引导驾驶员将车辆驾驶到适当的停放定位以进行再充电(即，以充电电缆可以到达并连接到车辆的充电端口的定位)。当车辆停放在充电站旁边的停车空间中时，可以例如经由视觉和/或音频部件向人类驾驶员提供指令。对于自我驾驶或自主车辆，可以将指令以电子方式提供给车辆驱动控制器或导航系统。
图2是图示出用于包括车辆(例如，电动车辆44)与充电站(例如，充电站11)之间的超宽带无线电通信的无线电通信的系统200的框图。充电站11可以具有可用于对电动车辆充电的长度为LL的充电电缆22。为了便于对相对定位可视化，电动车辆44和充电站11在图2中从不同的视角示出：电动车辆44在X-Y平面中示出(例如，在俯视图中)，同时充电站11在X-Z平面中示出(例如，在俯视图中)。
系统200可以包括设置在电动车辆(例如，电动车辆44)中的超宽带(UWB)通信模块(例如，UWB收发器模块，UWB模块51)和设置在充电站(例如，充电站11)中的超宽带通信模块(例如，UWB模块52)。UWB模块51和UWB模块52可以被配置用于在射频频谱上进行短距离、高带宽通信。UWB模块中的每一个可以包括至少一个处理器、至少一个无线电发送器、无线电接收器或无线电收发器以及一个或多个天线。例如，如图2所示，UWB模块51可以包括存储器51M、至少一个处理器51P、至少一个无线电收发器51T和至少一个天线51A)。当电动车辆44接近(例如，大约50米或更小)充电站11时，UWB模块51和UWB模块52可以在两个模块中的天线之间传送UWB无线电信号。UWB无线电信号可以在从大约2GHz(例如，大约3.1GHz)至大约12GHz(例如，大约10.6GHz)的频率范围内。UWB无线电信号可以具有至少大约500MHz的带宽。在示例实施方式中，UWB模块可以在通常在0-50米之间的短距离上有效地传送无线电信号，并且可以在设备、天线或锚之间的视线下最佳地工作。在示例实施方式中，为了节省电力，UWB模块51和/或UWB模块52可以仅在车辆44靠近UWB模块52(例如，在1米至20米之间)之后被激活。
在示例实施方式中，系统200还可以包括分别设置在电动车辆(例如，电动车辆44)和充电站(例如，充电站11)中的蓝牙无线通信模块(例如，蓝牙低能量无线通信模块，BLE61和BLE模块62)。BLE 61和BLE 62可以被配置用于电动车辆与充电站之间的相对低功率无线电通信(例如，使用在约2.440GHz与约2.483.5GHz之间的频带中的低功率无线电信号)。蓝牙无线模块(即，BLE 61和BLE 62)可以具有基本上大于UWB通信范围(例如，1-50米)的通信范围(例如，高达约100米或更大)。
在示例实施方式中，蓝牙无线通信模块(例如，BLE 62)可以被配置为检测距充电站11某种距离(例如，大约100米远)的接近车辆(例如，电动车辆44)。响应于这种检测，BLE62可以例如将充电站处的一个或多个停车空间指定为接近车辆的潜在再充电点或定位。
BLE 61和BLE 62可以被配置为交换与充电站的特性相关的信息(例如，充电电缆的可用长度LL、电缆端连接器的类型、相关联的停车位的定向和坐标等)和与车辆的特性相关的信息(例如，车辆的类型、车辆的维度、车辆上的充电端口的类型和位置、车辆上的天线的位置等)。
BLE 61和BLE 62还可以被配置为当接近的车辆(例如，电动车辆44)接近充电站的UWB通信范围内(例如，在1-20米之间)时激活UWB模块(即，电动车辆44中的UWB模块51和充电站11中的UWB模块52)。UWB模块可以提供该接近的车辆(例如，电动车辆44)与充电站(例如，充电站11)之间的距离的更高分辨率测量，该测量可以由蓝牙无线通信模块获得，以用于将接近的车辆(例如，电动车辆44)引导到停车空间中以进行再充电。
设置在接近车辆(例如，电动车辆44)上和充电站(例如，充电站11)上的天线(例如，天线51A)可以形成用于UWB通信的无线网络。如本文所使用的术语“天线节点”可以指代设置在无线网络的节点处的天线(和相关联的电子器件)。无线网络中的任何两个天线节点或天线(例如，车辆上的天线和充电站上的天线)之间的距离可以例如使用基于信号传播的测量的技术(诸如到达时间(ToA)、飞行时间(ToF)、到达时间差(TDoA)和/或双向测距(TWR))来确定。
图3是图示出可以在示例实施方式中用于确定发射天线与接收天线(例如，天线301和天线302)之间的距离的示例ToF技术的示意图。如图3所示，天线301可以周期性地发送具有轮询分组的脉冲UWB信号303(例如，以周期时间＝Tloop)。天线302可以用包括响应分组的脉冲UWB信号304进行回复。Treply可以是轮询分组的到达与响应分组的离开之间的间隔。在这种情况下，ToF被给出为
并且通过将ToF乘以光速来获得两个天线之间的距离。
在一些示例UWB位置化系统和方法中，可以使用三边测量来确定车辆相对于充电站的位置(例如，笛卡尔坐标X、Y)。三边测量可以通过找到彼此相交的一系列圆以确定位置来工作。
对于电动车辆40的UWB位置化，需要至少三个传感器或锚定节点(即，具有已知定位的天线节点)(例如，在电动车辆40上)来完成三边测量，例如，在x-y笛卡尔空间中。
在示例实施方式中，对于电动车辆40的UWB位置化，UWB模块52可以包括放置在充电站11上的固定定位处的UWB锚定节点。UWB锚定节点可以包括有源或无源天线电路，并且在本文中可以被称为锚定节点(天线)或UWB天线。在一些实例中，UWB锚定节点可以包括外部可读识别信息，并且在本文中可以被称为锚定节点(标签)或UWB标签。此外，UWB模块51可以包括放置在电动车辆40上的固定定位处的一个或多个UWB锚定节点(天线)。UWB模块51还可以包括设置在电动车辆40上的主节点。每个锚定节点和主节点可以基于或包括例如UWB收发器，并且包括处理器。在示例实施方式中，主节点还可以通过有线或无线地耦合到其他计算机(例如，车辆上的车载计算机或车辆外计算机)(未示出)。
图4是部署在车辆(例如，图2的电动车辆44)中用于与充电站(例如，图2的充电站11)通信的超宽带通信模块的示意图。
在示例实施方式中(如图4所示)，设置在充电站11上的UWB模块52(图2)包括放置在充电站11上的固定定位处的UWB锚定节点或UWB标签(例如，UWB标签52AN)。此外，设置在电动车辆44上的UWB模块51(图2)包括主节点(例如，51MN)和放置在电动车辆40上的固定定位(例如，角落定位)处的至少三个锚定节点(例如，分别为四个锚定节点51AN-1、51AN-2、51AN-3、51AN-4)。主节点可以直接连接到电动车辆40上的视觉显示器(例如，显示器55)和/或音频扬声器(例如，音频56)，例如，如图4所示，或者经由另一计算设备(例如，车辆控制器)(未示出)连接到电动车辆40上的视觉显示器(例如，显示器55)和/或音频扬声器(例如，音频56)。
主节点可以被配置为例如命令UWB测距会话的发起，从锚定节点和其他传感器接收感测信息，处理信息以确定距离，以及将数据载入到计算机(例如，车载或车辆外计算机)。主节点可以例如确定天线之间的信号的ToF，以估计充电站距放置在电动车辆40上的锚定节点(例如，锚定节点51AN-1、51AN-2、51AN-3、51AN-4)中的每一个的距离。
图5图示了例如(充电站11上的)锚定节点52AN距放置在电动车辆40上的锚定节点(例如，锚定节点51AN-1、51AN-2、51AN-3、51AN-4)中的每个锚定节点的估计距离(例如，距离d1、d2、d3和d4)。主节点51MN(或其他计算机)可以将这些估计距离与关于锚定节点(例如，锚定节点51AN-1、51AN-2、51AN-3、51AN-4)的位置和电动车辆44上的充电端口45的位置的信息组合，以确定电动车辆44上的充电端口45距充电站11(即，距充电站11上的锚定节点52AN)的距离D。
在示例实施方式中，主节点51MN(或其它计算机)可以包括用于将电动车辆44上的充电端口45距充电站11的距离D与充电电缆(例如，充电电缆22，图2)的可用长度LL进行比较的算法。基于该比较，主节点51MN(或其它计算机)可以准备指令以提示或引导电动车辆44停放在特定停放定位中，其中充电电缆的可用长度L大于充电端口45距充电站的距离D(换言之，其中电动车辆44上的充电端口45可到达以用于连接到充电电缆)。在示例实现方式中，提示或引导电动车辆44的停车的指令可以作为视觉显示器(例如，显示器55)上的文本或图形和/或音频扬声器(音频56)(图4)上的语音被输送给电动车辆44的驾驶员。在一些示例实现中，提示或引导自我驾驶车辆的停车的指令可以被输送到自主车辆控制器或导航系统。
在示例实施方式中，主节点51MN(或其它计算机)可以进一步包括“定向”算法以确定车辆在停车空间中相对于充电站的定向。定向算法可以被配置为基于(由主节点51MN或其他计算机)对(充电站11上的)锚定节点52AN距放置在电动车辆44上的锚定节点(例如，锚定节点51AN-1、51AN-2、51AN-3、51AN-4)中的每一个的估计距离(例如，距离d1、d2、d3和d4)的评估来确定该车辆的定向。例如，在图4和图5中所示的场景中，电动车辆44被定向成其前部指向正Y方向。锚定节点51AN-1位于车辆的与充电端口45相同的一侧(例如，左侧)，并且锚定节点51AN-2位于车辆的与充电端口45相对的一侧(例如，右侧)。此外，锚定节点51AN-1距充电站11的距离d1大于锚定节点51AN-2距充电站11的距离d2。在这种场景中，在评估所估计的距离(例如，距离d1、d2、d3和d4)时，定向算法可以确定车辆定向在停车空间中，其中车辆的左侧(具有充电端口45)被定位成比车辆的右侧与充电站之间的距离更远离充电站。在该场景中，主节点51MN可以提示或引导车辆以反向定向重新停放，其中它的前部指向负Y方向，以使车辆的左侧(具有充电端口45)更靠近充电站并且在充电电缆的更方便的触及范围内。图6图示出了在停车空间中以反向定向重新定位的车辆，其中车辆前方指向-负Y方向。在该定向中，车辆的左侧(具有充电端口45)定位成比车辆的右侧更靠近充电站。充电端口45可以在图6所图示的车辆停放方向上比在图4或图5所示的停放方向上更靠近充电站。充电端口45可以在图6所图示的停放定向上通过充电电缆22(具有固定长度LL)更方便地接近或到达。例如，充电电缆不必延伸穿过车辆的宽度以插入充电端口。
在示例实现中，主节点51MN(或其它计算机)可以在准备提示或引导电动车辆44的停车的指令时考虑车辆的定向。即使对于特定的车辆定向，车辆的远离充电站一侧上的充电端口也可通过长度为LL的充电电缆到达，指令也可以提示车辆以不同的定向停放或重新停放，从而使车辆该侧的充电端口更靠近充电站(例如，图6)。使车辆该侧上的充电端口最为靠近充电站可以避免需要用户从充电站拉动或拖动充电电缆跨越车辆的宽度以连接到设置在车辆该侧上的充电端口远离充电站。
图7图示出了用于将电动车辆引导成停放定位以在充电站处再充电的计算机实现的方法700。
用于再充电的停放定位可以在充电站旁边的指定停放空间中。该指定停车空间可以是与充电站相关联的一个或多个停车空间中的一个。停车空间可以是被标记(例如，通过涂漆或结构分隔器)或未标记的，并且可以具有相对于充电站的已知坐标或维度(例如，宽度和长度)。充电站可以位于停车空间的一侧(例如，左侧或右侧)，或者位于停车空间的头部。充电站可以通过充电电缆供应电力以对停放在该停车空间中的车辆进行再充电，该充电电缆具有插入车辆上的车辆插座(即，充电端口)中的端连接器。一端固定到充电站(例如，如图1所示)的充电电缆可以具有例如充电站10与端连接器30之间的可用长度L。长度L可以对应于充电电缆可以远离充电站延伸以到达并装配在充电端口中以向电动车辆输送电力的最大距离。电动车辆本身可以是任何车辆类型(例如，汽车、公共汽车、卡车、货车等)，并且充电端口可以位于任一侧(例如，前侧、后侧、左前侧、右前侧、左后侧、右后侧)，这取决于例如车辆的类型或品牌。
方法700涉及使用短距离超宽带(UWB)无线电信号来使车辆在充电站附近位置化，并将车辆引导到车辆的充电端口在充电电缆可及范围内的停放定位。用于位置化该车辆的UWB无线电信号可以通过由设置在车辆上的一个或多个锚定节点(天线)和设置在充电站上的一个或多个锚定节点(天线)所形成的无线网络来交换。
车辆和充电站还可以配备有用于通过除UWB频率之外的射频彼此通信的部件。例如，车辆和充电站可以各自配备有在约2.400GHz至约2.4835GHz范围内的频率下操作的蓝牙通信模块(收发器)。蓝牙通信模块对于在车辆与充电站之间的较大范围或分隔距离(例如，上至一公里)上的通信可以是有效的。蓝牙通信模块可以例如是低功率蓝牙低功耗(BLE)通信模块，其对于在几百米(例如，上至400米)的范围内的通信是有效的。
在示例场景中，车辆可以包括至少三个UWB锚定节点(天线)，并且充电站可以包括至少UWB通信天线或标签。
在该场景中，如图7所示，方法700包括检测充电站的存在(710)，确定充电端口的距离(720)，以及将车辆引导到停放定位(730)。
在示例实施方式中，检测充电站的存在710包括在车辆上检测在车辆的蓝牙通信范围内的充电站的存在。检测充电站的存在710还可以包括当车辆在充电站的BLE范围内时与充电站中的BLE模块通信。此外，与充电站中的BLE模块通信可以包括接收与充电电缆的类型和可用长度有关的信息，以及与充电站相关联的一个或多个停车空间的标识。
方法700还可以包括：响应于检测到车辆的蓝牙通信范围(例如，蓝牙低能量(BLE)通信范围)中存在充电站，激活车辆上的超宽带(UWB)收发器模块以确定车辆上的充电端口距充电站的距离。UWB收发器模块可以包括主节点和至少三个天线节点。至少三个天线节点可以对应地部署在车辆中距车辆上的充电端口固定距离处的多种位置处。
在示例实施方式中，确定充电端口的距离720可以包括确定车辆上的充电端口距充电站的距离720。确定充电端口的距离720还可以包括由主节点确定设置在充电站上的UWB天线或标签相对于车辆上的至少三个天线节点中的每一个的位置的定位。由主节点确定充电站上的UWB天线或标签的定位可以包括实现在车辆上的至少三个天线节点中的每一个与充电站上的UWB天线或标签之间交换的UWB信号的飞行时间测量，以确定至少三个天线节点中的每一个与UWB天线或标签之间的距离。
在示例实施方式中，将车辆引导到停放定位730可以包括引导车辆以停放在与充电站相关联的停车空间中，并且可以包括将车辆停放在停车空间中特定停放定位中。将车辆停放在停车空间中特定停放定位中可以包括：确定从充电站到车辆上的充电端口的最短距离，并且当到充电端口的最短距离大于充电电缆的可用长度时，引导车辆停放在停车空间中另一特定停放定位中。
在示例性实施方式中，将车辆停放在停车空间中特定停放定位中包括：确定从充电站到车辆上的充电端口的最短距离，并且当到充电端口的最短距离大于充电电缆的可用长度时，通知车辆使其适当地停放在停车空间中以进行再充电。
在示例实施方式中，车辆可以是自我驾驶车辆，并且引导车辆停放在与充电站相关联的停车空间中730可以包括向车辆控制器提供指令。
在示例实施方式中，车辆可以是人员驾驶的车辆，并且引导车辆停放在停车空间中730可以包括经由显示器上的文本或图形提供指令和/或通过扬声器提供音频指令。
本文的示例涉及车辆。车辆是运输乘客或货物或两者的机器。车辆可以具有使用至少一种类型的燃料或其他能源(例如，电力)的一个或多个马达。车辆的实例包括但不限于汽车、卡车和公共汽车。车轮的数量可以在车辆类型之间不同，并且车轮中的一个或多个(例如，所有)可以用于推进车辆。车辆可以包括容纳一个或多个人的乘客舱。至少一个车辆乘员可以被认为是驾驶员；然后可以向驾驶员提供各种工具、器具或其他设备。在本文的示例中，由车辆携带的任何人可以被称为车辆的“驾驶员”或“乘客”，而不管该人是否正在驾驶车辆，或者该人是否有权访问用于驾驶车辆的控件，或者该人是否缺乏用于驾驶车辆的控件。仅出于说明性目的，本示例中的车辆被图示出为彼此相似或相同。
本文中的示例涉及辅助驾驶。在一些实施方式中，辅助驾驶可以由辅助驾驶(AD)系统执行。例如，AD系统可以包括高级驾驶辅助系统(ADAS)。辅助驾驶涉及至少部分地使一个或多个动态驾驶任务自动化。ADAS可以进行辅助驾驶，是辅助驾驶系统的一个例子。辅助驾驶部分地基于通常定位于车辆上、车辆下方或车辆内的一个或多个传感器的输出来执行。AD系统可以在控制车辆的运动之前和/或同时规划车辆的一个或多个轨迹。规划轨迹可以定义车辆行驶的路径。这样，根据规划轨迹推进车辆可以对应于控制车辆的操作行为的一个或多个方面，诸如但不限于车辆的转向角、档位(例如，前进或后退)、速度、加速度和/或制动。
虽然自主车辆是执行辅助驾驶的系统的示例，但是并非每个辅助驾驶系统都被设计为提供完全自主的车辆。SAE国际已经定义了驾驶自动化的几个级别，通常分别称为级别0、1、2、3、4和5。例如，0级系统或驾驶模式可能不涉及由系统持续车辆控制。例如，1级系统或驾驶模式可以包括自适应巡航控制、紧急制动辅助、自动紧急制动辅助、车道保持和/或车道居中。例如，2级系统或驾驶模式可以包括高速公路辅助、自主避障和/或自主停车。例如，3级或4级系统或驾驶模式可以包括辅助驾驶系统对车辆的逐渐增加的控制。例如，5级系统或驾驶模式可能不需要人为干预辅助驾驶系统。
本文中的示例涉及传感器。传感器被配置为检测其环境的一个或多个方面中的时间和/或改变并输出反映该检测的信号。仅作为说明性示例，传感器可以指示车辆与物体之间的距离、车辆的速度、车辆的轨迹或车辆的加速度中的一个或多个。传感器可以生成输出而不用任何东西探测周围环境(例如，像捕获电磁辐射的图像传感器)，或者传感器可以探测周围环境(例如，使用电磁辐射和/或声波)并检测对探测的响应。可以与一个或多个实施例一起使用的传感器的示例包括但不限于：光传感器(例如，相机)；扫描系统(例如，雷达)；基于无线电的传感器(例如，雷达)；声学传感器(例如，超声设备和/或麦克风)；惯性测量单元(例如，陀螺仪和/或加速度计)；速度传感器(例如，用于车辆或其组件)；位置传感器(例如，用于车辆或其组件)；定向传感器(例如，用于车辆或其组件)；惯性测量单元；扭矩传感器；温度传感器(例如，初级或次级温度计)；压力传感器(例如，用于环境空气或车辆的部件)；湿度传感器(例如，雨检测器)；或座椅占用传感器。
本文中的示例涉及停车位(或停车空间)。如本文所使用的，停车位(或停车空间)包括可以被识别为使车辆静止的地方的任何位置，而不管停留的持续时间如何。停车位可以但不一定由车辆所在的表面上的一个或多个标记或结构限定。停车位可以位于公共地产上或私人地产上。停车位可以位于已开发土地上或未开发土地上。停车位可以至少部分地位于结构内，或者可以位于远离任何结构。停车位可以位于建筑物内部或露天。停车位可以位于道路(例如，街道、大道或道路)附近，或者可以位于从至少一个道路出发的房屋上。当停车位位于道路附近时，该道路可以具有一个或多个车道。当停车位位于道路附近时，该道路可以被限制为单向行驶(例如，单向街道)，或者可以允许双向交通。停车位可以受制于政府和/或私人实体的停车规定。停车位可以受到人类人员和/或自动化设备的监视，或者停车位可以不受监视。停车位可以是永久的或临时的。如本文所使用的，停车场是包括两个或更多个停车位的所在。
图8图示出了可以用于实现本公开的各方面的计算设备800的示例架构，包括本文描述的任何系统、装置和/或技术，或者可以在各种可能的实施例中利用的任何其他系统、装置和/或技术。
图8中所示的计算设备可以用于执行本文描述的操作系统、应用程序和/或软件模块(包括软件引擎)。
在一些实施例中，计算设备800包括至少一个处理设备802(例如，处理器)，诸如中央处理单元(CPU)。各种处理设备可从各种制造商获得，例如Intel或Advanced MicroDevices。在该示例中，计算设备800还包括系统存储器804和将包括系统存储器804的各种系统组件耦合到处理设备802的系统总线806。系统总线806是可以使用的任何数量类型的总线结构中的一种，包括但不限于存储器总线或存储器控制器、外围总线、以及使用各种总线架构中的任一种的本地总线。
可以使用计算设备800实现的计算设备的示例包括台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动计算设备(诸如智能电话、触摸板移动数字设备或其他移动设备)或被配置为处理数字指令的其他设备。
系统存储器804包括只读存储器808和随机存取存储器810。包含用于诸如在启动期间在计算设备800内传送信息的基本例程的基本输入/输出系统812可以被存储在只读存储器808中。
在一些实施例中，计算设备800还包括用于存储数字数据的辅助存储设备814，诸如硬盘驱动器。辅助存储设备814通过辅助存储接口816连接到系统总线806。辅助存储设备814及其相关联的计算机可读介质为计算设备800提供计算机可读指令(包括应用程序和程序模块)、数据结构和其他数据的非易失性和非暂时性存储。
尽管本文描述的示例环境采用硬盘驱动器作为辅助存储设备，但是在其他实施例中使用其他类型的计算机可读存储介质。这些其他类型的计算机可读存储介质的示例包括磁带盒、闪存卡、数字视频盘、伯努利盒式磁带、光盘只读存储器、数字通用盘只读存储器、随机存取存储器或只读存储器。一些实施例包括非暂时性介质。例如，计算机程序产品可以有形地体现在非暂时性存储介质中。另外，这样的计算机可读存储介质可以包括本地存储装置或基于云的存储装置。
多个程序模块可以存储在辅助存储设备814和/或系统存储器804中，包括操作系统818、一个或多个应用程序820、其他程序模块822(诸如本文描述的软件引擎)和程序数据924。计算设备800可以利用任何合适的操作系统，诸如Microsoft WindowsTM、GoogleChromeTMOS、Apple OS、Unix或Linux和变体以及适合于计算设备的任何其他操作系统。其他示例可以包括Microsoft、Google或Apple操作系统，或者平板计算设备中使用的任何其他合适的操作系统。
在一些实施例中，用户通过一个或多个输入设备826向计算设备800提供输入。输入设备826的示例包括键盘828、鼠标830、麦克风832(例如，用于语音和/或其他音频输入)、触摸传感器834(诸如触摸板或触敏显示器)和手势传感器835(例如，用于手势输入)。在一些实施方案中，输入设备826基于存在、接近度和/或运动提供检测。在一些实施方式中，用户可以走进他们的家中，并且这可以触发输入进入到处理设备中。例如，输入设备826然后可以促进用户的自动化体验。其他实施例包括其他输入设备826。输入设备可以通过耦合到系统总线806的输入/输出接口836连接到处理设备802。这些输入设备826可以通过任何数量的输入/输出接口连接，诸如并行端口、串行端口、游戏端口或通用串行总线。输入设备826和输入/输出接口836之间的无线通信也是可能的，并且在一些可能的实施例中包括红外、无线技术、802.11a/b/g/n、蜂窝、超宽带(UWB)、ZigBee或其他射频通信系统，仅举几个示例。
在该示例实施例中，诸如监视器、液晶显示设备、发光二极管显示设备、投影仪或触敏显示设备的显示设备838也经由诸如视频适配器840的接口连接到系统总线806。除了显示设备838之外，计算设备800还可以包括各种其他外围设备(未示出)，诸如扬声器或打印机。
计算设备800可以通过网络接口842连接到一个或多个网络。网络接口842可以提供有线和/或无线通信。在一些实施方式中，网络接口842可以包括用于发送和/或接收无线信号的一个或多个天线。当在局域网环境或广域网环境(诸如互联网)中使用时，网络接口842可以包括以太网接口。其他可能的实施例使用其他通信设备。例如，计算设备800的一些实施例包括用于跨网络通信的调制解调器。
计算设备800可以包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质包括可以由计算设备800访问的任何可用介质。作为示例，计算机可读介质包括计算机可读存储介质和计算机可读通信介质。
计算机可读存储介质包括在被配置为存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何设备中实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器、数字通用盘或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备、或者可以用于存储期望的信息并且可以由计算设备800访问的任何其他介质。
计算机可读通信介质通常在诸如载波或其他传输机制的调制数据信号中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，并且包括任何信息传递介质。术语“经调制的数据信号”涉及以对信号中的信息进行编码的方式设置或改变其特性中的一个或多个特性的信号。作为示例，计算机可读通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及诸如声学、射频、红外和其他无线介质的无线介质。任何上述的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
图8中所示的计算设备也是可编程电子器件的示例，其可以包括一个或多个这样的计算设备，并且当包括多个计算设备时，这样的计算设备可以与合适的数据通信网络耦合在一起，以便共同执行本文公开的各种功能、方法或操作。
在整个说明书中使用的术语“基本上”和“约”用于描述和解释小的波动，例如由于处理中的变化。例如，它们可以指小于或等于±5％，例如小于或等于±2％，例如小于或等于±1％，例如小于或等于±0.5％，例如小于或等于±0.2％，例如小于或等于±0.1％，例如小于或等于±0.05％。此外，当在本文中使用时，不定冠词诸如“一个/种(a)”或“一个/种(an)”意指“至少一个/种”。
应当理解，前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的所要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。
已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
另外，附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或相继顺序来实现期望的结果。另外，可以提供其他过程，或者可以从所描述的流程中消除过程，并且可以向所描述的系统添加其他组件或从所描述的系统移除其他组件。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
虽然已经如本文所述示出了所描述的实施方式的某些特征，但是本领域技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入实施方式的范围内的所有这样的修改和改变。应当理解，它们仅作为示例而非限制呈现，并且可以在形式和细节上进行各种改变。除了相互排斥的组合之外，本文描述的装置和/或方法的任何部分可以以任何组合进行组合。本文描述的实施方式可以包括所描述的不同实施方式的功能、组件和/或特征的各种组合和/或子组合。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
充电端口，所述充电端口用于连接到能够向所述车辆输送电力的充电电缆；以及
超宽带(UWB)收发器模块，所述UWB收发器模块包括主节点和至少三个天线节点，所述至少三个天线节点对应地部署在所述车辆中距所述充电端口固定距离处的多种位置处，
主节点配置成确定所述车辆外部的UWB天线或标签相对于所述至少三个天线节点和所述充电端口的位置的定位。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述主节点实现在所述至少三个天线节点中的每一个与所述车辆外部的所述UWB天线或标签之间交换的UWB信号的飞行时间测量，以确定所述至少三个天线节点中的每一个与所述车辆外部的所述UWB天线或标签之间的距离。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，在所述车辆外部的所述UWB天线或标签位于充电站中，所述充电站具有用于经由所述充电端口向所述车辆输送电力的所述充电电缆。
4.根据权利要求3所述的车辆，还包括第一蓝牙低功耗(BLE)通信模块，所述第一BLE通信模块被配置为当车辆处于所述充电站的BLE范围内时，检测所述充电站中的第二BLE通信模块的存在并与所述第二BLE通信模块通信。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，在所述第一BLE通信模块检测到所述充电站中的所述第二BLE通信模块的存在并且与所述第二BLE通信模块通信之后，所述主节点被激活以确定所述UWB天线或标签的定位。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述第一BLE通信模块从所述充电站中的所述第二BLE通信模块接收信息，所述信息包括与所述充电电缆的可用长度有关的信息以及与所述充电站相关联的一个或多个停车空间的标识，所述一个或多个停车空间的标识包括所述停车空间相对于所述UWB天线或标签的定位的坐标。
7.根据权利要求4所述的车辆，还包括引导系统，所述引导系统被配置成基于所确定的所述UWB天线或标签相对于所述车辆的所述充电端口的定位和所述充电电缆的长度来引导将所述车辆停放在与用于连接到所述充电电缆的所述充电站相关联的停车空间中的特定停放定位中。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述引导系统经由视觉辅助和音频警报提供用于将所述车辆停放在所述停车空间中的引导。
9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述第一BLE通信模块从所述第二BLE通信模块接收通知，所述通知确认所述车辆被适当地停放以用于在与所述充电站相关联的停车空间中充电。
10.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述UWB收发器模块包括至少一个处理器和至少一个射频收发器。
11.一种计算机实现的方法，包括：
在车辆上检测在所述车辆的蓝牙低功耗(BLE)通信范围中充电站的存在，所述充电站包括超宽带(UWB)通信天线或标签；
通过UWB通信确定所述车辆上的充电端口距所述充电站的距离；以及
基于充电电缆的可用长度和所述车辆上的所述充电端口距所述充电站的所确定的距离，将所述车辆引导到与所述充电站相关联的停车空间中的停放定位以连接到所述充电电缆。
12.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，其中，检测所述充电站的存在包括：当所述车辆处于所述充电站的BLE范围内时，检测所述充电站中的BLE模块的存在并与所述BLE模块通信。
13.根据权利要求12所述的计算机实现的方法，其中，与所述充电站中的所述BLE模块通信包括接收与所述充电电缆的类型和可用长度有关的信息以及与所述充电站相关联的一个或多个停车空间的标识。
14.根据权利要求12所述的计算机实现的方法，还包括：响应于检测到所述车辆的蓝牙低能量(BLE)通信范围中的所述充电站的存在，激活所述车辆上的超宽带(UWB)收发器模块以确定所述车辆上的所述充电端口距所述充电站的距离，所述UWB收发器模块包括主节点和至少三个天线节点，所述至少三个天线节点对应地部署在所述车辆中距所述车辆上的所述充电端口固定距离处的多种位置处。
15.根据权利要求14所述的计算机实现的方法，其中确定所述车辆上的所述充电端口距所述充电站的距离包括由所述主节点确定设置在所述充电站上的UWB天线或标签相对于所述车辆上的所述至少三个天线节点中的每个天线节点的位置的定位。
16.根据权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，由所述主节点确定所述UWB天线或标签的定位包括：实现在所述车辆上的所述至少三个天线节点中的每一个与所述充电站上的所述UWB天线或标签之间交换的UWB信号的飞行时间测量，以确定所述至少三个天线节点中的每一个与所述UWB天线或标签之间的距离。
17.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，其中引导所述车辆停放在与所述充电站相关联的停车空间中包括将所述车辆停放在所述停车空间中的特定停放定位中并确定从所述充电站到所述车辆上的所述充电端口的最短距离，并且当到所述充电端口的所述最短距离大于所述充电电缆的可用长度时，引导所述车辆以将所述车辆停放在所述停车空间中的另一停放定位中。
18.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，其中引导所述车辆停放在与所述充电站相关联的停车空间中包括将所述车辆停放在所述停车空间中的特定停放定位中并确定从所述充电站到所述车辆上的所述充电端口的最短距离，并且当到所述充电端口的所述最短距离大于所述充电电缆的可用长度时，通知所述车辆使其适当地停放在所述停车空间中以进行再充电。
19.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，其中所述车辆是自动驾驶车辆，并且其中引导所述车辆停放在与所述充电站相关联的停车空间中包括向车辆控制器提供指令。
20.根据权利要求11所述的计算机实现的方法，其中所述车辆是人员驾驶的车辆，并且其中引导所述车辆停放在与所述充电站相关联的停车空间中包括经由显示器上的文本或图形提供指令和/或通过扬声器提供音频指令。
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